HAILP in wenigen Worten
Active Loadpull wird verwendet, um Leistungshalbleiter (on-Wafer oder gehäust) zu charakterisieren. Dem DUT wird eine “virtuelle” Last präsentiert, so dass das DUT einen Reflektionsfaktor von nahezu 1 (oder > 1!) sieht. Dies wird erreicht, indem ein Teil der abgegebenen Leistung über ein Phasenschieber-Verstärker-Netzwerk in das DUT zurückgespeist wird. Verluste von Kabeln, Adaptern und Testfassungen werden damit kompensiert, und ein Zugang zu den tatsächlichen Strom- und Spannungs-Verhältnissen wird möglich (Kurvenformen und dynamische Lastkennlinien).
Neben den Vorteilen ergeben sich auch signifikante Nachteile:
- Es können Oszillationen auftreten, da es ein “closed-loop” Verfahren ist.
- Bei Zweiton oder Modulation ist die Phase nicht mehr eindeutig aufgrund der elektrischen Länge der Schleife
- Die Anforderung an den Feedback-Verstärker sind enorm, er sollte (wegen der Fehlanpassung) wenigstens 10dB mehr Ausgangsleistung liefern, bei einem 30Watt-Transistor also ≈300 Watt!
HAILP (Hybrid Active Injection Load Pull, patent pending) überwindet diese Nachteile durch Verwendung von Multi-Purpose-Tuner (MPTs). Ein typischer Testaufbau sieht wie folgt aus:
HAILP-Setup (Schematic entnommen Focus Microwaves Catalog)
Der MPT sorgt für eine Voranpassung des Feedback-Verstärkers bei der Grundwelle (geringere Leistung benötigt), gleichzeitig kann die Impedanz von 2xFo und 3xFo kontrolliert werden. Die Vorteile zusammengefasst:
- Leistung des Feedback-Amplifiers < P(DUT) → geringere Kosten
- Harmonic Tuning/Matching ohne zusätzliche Quellen, Filtern und Verstärkern
- “open-loop”-Ansatz, daher keine Oszillationen
- Existierende Loadpull-Anlagen können leicht erweitert werden
- Kompatibel mit Zeitbereichs-Empfängern (Tektronix und Agilent Sampling Scopes oder VTD-SWAP NVNA)- und Frequenzbereichs-Empfängern (PNA-X und ZVA mixer-based VNA’s)
Ein praktischer Aufbau ist hier zu sehen:
Aufbau eines HAILP-Systems (Quelle: Focus Microwaves)
Einige eindrucksvolle Ergebnisse sind ⇒ hier zu sehen.
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